論文の概要: Dual-state purification for practical quantum error mitigation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.01239v1
• Date: Tue, 4 May 2021 01:33:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-01 15:41:23.661948
• Title: Dual-state purification for practical quantum error mitigation
• Title（参考訳）: 量子エラー低減のための二重状態浄化
• Authors: Mingxia Huo, Ying Li
• Abstract要約: 量子エラー軽減は、量子ビット数に制限のあるノイズの多い量子コンピュータ上での計算に不可欠である。 本稿では,量子状態の仮想的清浄により,量子ビットオーバーヘッドを伴わずに誤りを緩和する実用的なプロトコルを提案する。 量子変分固有解回路を用いて,誤差の低減を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.625946422295428
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum error mitigation is essential for computing on the noisy quantum computer with a limited number of qubits. In this paper, we propose a practical protocol of error mitigation by virtually purifying the quantum state without qubit overhead or requiring only one ancillary qubit. In dual-state purification, we effectively generate a purified state with increased fidelity using the erroneous state and its dual state, respectively, prepared with the noisy quantum circuit and the dual map of its inverse circuit. Combined with tomography purification, we can make sure that the final estimate of an observable is obtained from a pure state. The numerical result suggests that our protocol reduces the error by a rescaling factor decreasing with the qubit number and circuit depth, i.e. the performance of purification is better for larger circuits. On a cloud quantum computer, we successfully demonstrate the reduced error with a quantum variational eigensolver circuit.
• Abstract（参考訳）: 量子誤差軽減は、限られた数の量子ビットを持つノイズ量子コンピュータ上での計算に必須である。 本稿では,量子状態の仮想的浄化を,量子ビットのオーバーヘッドを伴わずに行うこと,あるいは1つの補助量子ビットのみを必要とすることによる,エラー軽減の実践的プロトコルを提案する。 二重状態浄化において, 雑音量子回路と逆回路の双対マップを用いて, 誤り状態と双対状態を用いて, 忠実度が増大した純化状態を効果的に生成する。 トモグラフィーの浄化と組み合わせることで、観測可能な最終推定値が純粋な状態から得られることを確認することができる。 その結果,本プロトコルは,量子ビット数と回路深さで減少する再スケーリング係数により誤差を低減し,より大きな回路では浄化性能が向上することが示唆された。 クラウド量子コンピュータ上で,量子変分固有解回路を用いて,誤差の低減を実証した。

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